Вплив наночастинок на основі рідкісноземельних елементів на осмотичну адаптацію еритроцитів
Анотація
Унікальні характеристики наночастинок (НЧ) на основі рідкіснооземельних елементів (РЗЕ) роблять їх перспективними для використання у молекулярній та клітинній біології. Однак особливості їх взаємодії з біосистемами на різних структурних рівнях та вплив на функціонування живих клітин лишаються мало вивченими. У даній роботі методом спектрофотометрії оцінювали вплив НЧ на основі діелектричних нанокристалів діоксиду церію та ортованадатів гадолінію та ітрію, з різним форм-фактором, а також комплексу НЧ-холестерин на адаптацію еритроцитів людини до гіпертонічного лізису в 4 М NaCl у різних умовах передінкубації. Показано, що зміна рівня ушкодження клітин при осмотичному навантаженні в присутності НЧ залежить від геометричних параметрів останніх. Адаптації до гіпертонічного лізису сприяють як екстрамалі (розміром 2 нм) здатні проникати крізь плазматичну мембрану сферичні НЧ СеО2 та GdYVO4:Eu3+, так і більші (8´30 нм) зерноподібні НЧ GdVO4:Eu3+, щоадсорбуються на зовнішній поверхні мембрани, а також комплекс сферичних НЧ GdYVO4:Eu3+ з холестерином. Виявлено також, що склад наночастинок визначає характер їх стабілізуючого впливу на клітини. Так, при концентрації 0,1 г/л ортованадатні НЧ більш ефективно захищають клітини від гемолізу при нетривалій, а НЧ діоксиду церію - при тривалій передінкубації в сахарозно-сольовому середовищі. Встановлено, що НЧ сприяють адаптації клітин до осмотичного навантаження за допомогою різних механізмів - через стабілізацію мембрани при адсорбції на поверхні клітин і/або через проникнення в клітину.
Завантаження
Посилання
Bouzigues С. Biological applications of rare-earth based nanoparticles / Cedric Bouzigues, Thierry Gacoin, Antigoni Alexandrou // ACS Nano. – 2011. – V. 5 (11). – P. 8488-8505.
Magnitnye nanochasticy: metody polucheniya, stroenie i svojstva /S. P. Gubin, Ju. A. Koksharov, G. B. Homutov, G. Ju. Jurkov // Uspehi himii. - 2005. - T. - 74. - S. 539–574.
Klochkov V. Vodnye kolloidnye rastvory nanolyuminoforov nReVO4:Eu3+ (Re — Y, Gd, La) / V. Klochkov // Nanostrukturnoe materialovedenie. – 2009. - №2. – S. 3-8.
Jeffekt specificheskogo vzaimodejstvija nanokristallov GdYVO4:Eu3+ s jadrami kletok / V. K. Klochkov, N. S. Kavok, Ju.V. Maljukin, V. P. Seminozhenko // Dopovidi Nacіonal'noї akademії nauk Ukraїni. – 2010. – № 10. – S. 81-86.
Ferrari M. Cancer nanotechnology: opportunities and challenges / M. Ferrari // Nat. Rev. Cancer. – 2005. – V. – 5 (3). – P. 161-171.
Multifunctional rare-Earth vanadate nanoparticles: luminescent labels, oxidant sensors, and MRI contrast agents / M. Abdesselem, M. Schoeffel, I. Maurin, [et al] // ASC Nano. – 2014. – V. 8 (11). – P. 11126-11137.
Mitochondrial potential (ΔΨm) changes in single rat hepatocytes: The effect of orthovanadate nanoparticles doped with rare-earth elements / N.S. Kavok, K.A. Averchenko, V.K. Klochkov, [et al] // European Physical Journal: E Soft Matter and Biological Physics. – 2014. – V. 37 (12). – P. 127.
Single europium-doped nanoparticles measure temporal pattern of reactive oxigen spesies production inside cells / D. Casanova, C. Bouzigues, T. Nguyen, [et al] // Nat Nanotechnol. – 2009. – V. 4. – P. 581-585.
Hennys R. Byomembrany: Molekulyarnaya struktura y funktsyy / R. Hennys ; per s anhl. – M.: Yzd-vo «Myr», 1997. – 624 s.
Vlijanie sostava i osmoljarnosti sredy na ustojchivost' jeritrocitov k osmoticheskomu i temperaturnomu shoku: avtoref. dis. na soiskanie nauchn. stepeni kand. biol. nauk: spec. 03.00.22 "Kriobiologija" / Vladimir Vladimirovich Pozdnjakov. - Har'kov, 1989. - 16 s.
Inorganic phosphate nanorods are a novel fluorescent label in cell biology/ C. Patra, R. Bhattacharya, S. Patra [et al.] // J. Nanobiotechnology. – 2006. – V. 4. – P. 11.
Frhlich E. Cellular targets and mechanisms in the cytotoxic action of non-biodegradable engineered nanoparticles /E. Frhlich // Curr Drug Metab. – 2013 – V. – 14 (9). – P. 976-988.
Tongtao Yue. Molecular modeling of membrane responses to the adsorption of rotating nanoparticles: promoted cell uptake and mechanical membrane rupture / Y. Tongtao , Z. Xianren, Н. Fang // Soft Matter. – 2015. – V. – 11. – P. 456-465.
Apatite nanoparticles strongly improve red blood cell cryopreservation by mediating trehalose delivery via enhanced membrane permeation./ M. Stefanic, K. Ward, H. Tawfik [et al.] // Biomaterials. – 2017. – V. -140. – P.138-149.
Wrapping of nanoparticles by membranes. / A. Bahrami, M. Raatz, J. Agudo-Canalejo [et al.] // Adv Colloid Interface Sci. – 2014. – V. – 208. – P.214-224.
Pat. 108011 Ukraina, MPK A61K 9/10, A61K 47/02, S07J9/00. Sposib otrymannia vodnoi dyspersii kholesterynu / V. K. Klochkov : vlasnyk Instytut stsyntyliatsiinykh materialiv NAN Ukrainy. - № 2013 08642 : zaiavl. 09.07.2013 : opubl. 10.03.2015, Biul. № 5.
Sposobnost' nanochastic na osnove ortovanadatov k identifikacii in vitro i inaktivacii in vivo stvolovyx rakovyx kletok. A. N. Gol'cev, N. N. Babenko, Yu. A. Gaevskaya [i dr.] // Nanosistemi, nanomaterіali, nanotexnologії. – 2013. -Т. 11., № 4. - S. 729–739. Rezjume rus., ukr., angl. – Bіblіogr. : s. 738.
Belous A. Mehanizmy razvitija holodovogo povrezhdenija membran kletok / Apollon Belous, Valerij Bondarenko // Kriobiologija i kriomedicina. - 1981. - № 9. - P. 3-17.
Цитування
An influence of complexes of therapeutic antisense oligodeoxynucleotides with cationic polymers on cell respiration
Kozak M. R., Ostapiv D. D., Mitina N. Y., Petruh I. M., Volianiuk K. A., Zaichenko A. S. & Vlizlo V. V. (2021) Biopolymers and Cell
Crossref
The effect of GdYVO4:Eu3+ nanocrystals on the intercellular adhesion of mesenchymal stem cells in vitro
Kot Y. H. , Kot K. V. , Kavok N. S. & Klochkov V. K. (2023) Regulatory Mechanisms in Biosystems
Crossref
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
